万有特性曲线

发动机的特性曲线分析发动机特性§6-1 发动机⼯况和性能指标分析式⼀发动机⼯况在绪论中我们已经介绍过⼯况的概念。

有效功率Ne 和转速n 决定了发动机的⼯作运⾏情况。

⼯况 — Ne ，转速n 。

发动机的⼯况分为点⼯况、线⼯况和⾯⼯况。

⼆发动机性能指标分析式1 p k e vi m =1ηαηη2 M k e vi m =2ηαηη3 N k n e vi m =3ηαηη4 g k e i m =41ηη 5 G k n T v=5ηα§6-2 发动机速度特性发动机节⽓门开度（或油门开度）不变，发动机性能指标随转速n 变化的关系。

如：汽车爬坡或阻⼒变化时, 节⽓门（或油门）开度不变, n 随外界负荷的变化⽽变化。

外界负荷⼤, n ↓, 外界负荷⼩, n ↑, 这时发动机沿速度特性⼯作。

⼀汽油机的速度特性（⼀）定义汽油机节⽓门开度固定不变，汽油机性能指标随转速n 变化的关系。

外特性（全负荷的速度特性） — 节⽓门全开（ 100% ）, 测得的速度特性。

部分速度特性 — 节⽓门固定在部分开启位置, 测得的速度特性。

（⼆）外特性曲线1 Me 曲线M k e vi m =2ηαηη n ↑→ ?g ↑→α↓（不多）M k e v i m =2'ηηη（1）ηv — n ↑→⽓流惯性↑→ηv ↑；n ↑↑→节流损失↑→ηv ↓。

（2）ηi — n ↑→⽓流运动↑→混合⽓形成改善→ηi ↑； n ↑↑→燃烧时间↓，燃烧恶化→ηi ↓。

（3）ηm — n ↑→ηm ↓。

（4） Me — 低速时: ηv ↑n ↑→ηi ↑使Me 变化不⼤, 略有↑；ηm ↓⾼速时: →ηv ↓n ↑→ηi ↓使Me ↓↓。

ηm ↓2 Ne 曲线低速时: n ↑→ Me ↑（不⼤）, 但 Ne ∝ Me ↑ ? n ↑→ Ne ↑↑；⾼速时: n ↑→ Me ↓→ Ne ↑（不⼤）。

3 g e 曲线g k e i m=41ηη低速时: n ↑→ηi ↑，ηm ↓，ηi ↑⼤于ηm ↓→ g e ↓（不⼤）；⾼速时: n ↑→ηi ↓，ηm ↓→ g e ↑↑。

液压挖掘机功率匹配控制系统摘要：液压挖掘机的功率控制是目前各主机厂的重点研究方向，也是挖掘机控制的核心问题。

本文从分析发动机工作特性出发，从转速反馈控制、压力反馈控制两方面对液压挖掘机功率控制系统进行了阐述。

两种反馈手段综合运用的方式，克服了但一方式的不足，整合了两者的优点，使整个控制系统更加成熟合理。

关键词：挖掘机；功率匹配；全功率；控制系统1 前言挖掘机在工作过程中，当遇到大负载时，会使发动机转速急剧下降，严重时甚至造成发动机熄火，影响系统的稳定性和发动机的寿命。

同时由于实际施工中负载变化非常剧烈和频繁，司机需要手动将油门开度调大，这虽然能解决大负载下发动机掉速的问题，但在轻载时却出现“大马拉小车”的情况，极大地浪费了能源。

所以对挖掘机而言，功率匹配控制不仅要具有准确性，达到“极限负荷匹配控制”状态，即发动机根据负载提供功率，同时要具有跟随性，能动态地根据负载变化实时改变发动机功率的输出。

有效地使发动机和液压传动系统与外部负荷之间始终保持最合理的匹配，进而提高能量利用率，是挖掘机控制系统的核心问题。

液压系统与发动机功率匹配系统性能不仅受发动机、液压元件自身性能的影响，而且还取决于各部分元件参数之间的合理匹配。

本文主要从发动机——泵的匹配控制方面对挖掘机功率控制系统进行阐述。

2 发动机工作特性曲线发动机作为挖掘机的动力系统，对其特性的研究直接关系到控制性能的好坏。

以下从发动机的外特性曲线及万有特性曲线对发动机特性进行阐述。

2.1 发动机外特性曲线图1是发动机外特性曲线图，图中曲线ABCD是发动机全负荷速度特性曲线，横坐标为发动机转速，纵坐标为发动机扭矩。

图中A、B、C、D点分别表示各个油门开度状态下对应的最大功率输出点。

图1 发动机外特性曲线图斜线1、2、3、4分别表示不同油门开度时的调速特性。

因为每一个油门位移S，对应一个最大功率输出点，所以两者存在映射关系，可用函数表示为Nm（M，n）=f1（S）因此选择不同的油门位移S，即选择了不同的功率模式。

如何深度理解发动机特性曲线？在说明这个问题之前，我们⾸先来了解⼏个基本概念。

1、发动机有效功率：发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率。

发动机功率是发动机性能最重要的指标，汽车的最⾼车速就是由发动机功率决定的。

通常⽤⼤写的字母P来表⽰。

2、有效转矩：在发动机飞轮上对外输出的转矩称为有效转矩。

⼀般发动机的扭矩越⼤，它的加速能⼒和爬坡能⼒越强。

通常⽤⼤写的字母M来表⽰。

3、发动机转速：发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速。

发动机转速的⾼低，关系到单位时间内作功次数的多少。

通常⽤⼩写的字母n来表⽰。

4、有效燃油消耗率：发动机每输出 1kW 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率。

显然，有效燃油消耗率越低，发动机的经济性越好。

通常⽤⼩写的字母g来表⽰。

以上这⼏个参数，是发动机重要的性能指标，可以⽤来表⽰发动机的⼯作状况，简称⼯况。

它们之间有如下的关系：P=M*n/9550由于汽车发动机的⼯况变化范围很⼤，所以这⼏个参数也可以在很⼤的范围内变化，⽽研究它们之间的变化规律，可以找出提⾼发动机动⼒性和经济性的有效途径。

这就是所说的发动机特性。

所谓的发动机特性，是指发动机的性能指标随发动机调整情况和运转⼯况⽽变化的规律。

表⽰其变化规律的曲线称为发动机特性曲线。

⼀般发动机有速度特性、负荷特性、调整特性、万有特性这⼏个特性。

由于柴油机和汽油机有很⼤的区别，所以它的特性曲线也有所不同。

下⾯我们以最常见的汽油机分别来说说这⼏个特性。

⼀、汽油机的速度特性所谓的速度特性，是指在发动机点⽕系统和燃油供给系统调整到最佳的条件下，在节⽓门开度不变时，发动机的有效功率、有效扭矩、有效燃油消耗率随发动机转速⽽变化的关系。

表述上述关系的曲线称为速度特性曲线。

当节⽓门全开时的速度特性称为发动机的外特性，它表⽰发动机的最⾼性能；节⽓门部分开启时的速度特性称为发动机部分特性。

部分特性曲线位于外特性曲线之下，有⽆限多条。

由于汽车发动机经常在部分负荷下⼯作，所以研究部分特性曲线更有实际意义，⼀般发动机要做出标定功率的90%、75%、50%、25%的速度特性。

绘制水泵万有特性MAP详细程序Step 1: 数据收集收集水泵的相关数据，包括流量、扬程和转速等重要参数。

确保数据准确可靠，以便正确绘制水泵的万有特性图。

Step 2: 数据整理将收集到的数据整理为适合绘制图表的格式。

可以使用电子表格软件（如Excel）进行数据整理和处理，确保数据的准确性和一致性。

Step 3: 绘制流量 - 扬程曲线根据整理好的数据，绘制水泵的流量- 扬程曲线。

在坐标系中，横轴表示流量，纵轴表示扬程。

使用数据点连接的方式绘制曲线，可以清晰地展示水泵在不同流量下的扬程特性。

Step 4: 绘制效率曲线在流量 - 扬程曲线的基础上，进一步绘制水泵的效率曲线。

同样使用数据点连接的方式，将水泵在不同流量下的效率数据连接起来。

效率曲线可以反映出水泵在不同工作条件下的能量转化效率。

Step 5: 绘制功率曲线在完成效率曲线的绘制后，根据效率曲线和转速数据，计算得到各个流量下的功率值，并绘制功率曲线。

功率曲线可以直观地展示水泵在不同工作条件下所消耗的功率大小。

Step 6: 绘制NPSH曲线根据水泵的性能数据，计算得到各个流量下的NPSH（净正吸入头）值，并绘制NPSH曲线。

NPSH曲线可以反映出水泵在不同工作条件下的吸入性能和抗气蚀能力。

Step 7: 分析和优化根据绘制好的水泵万有特性图，对水泵的性能进行分析，找出可能存在的问题和改进空间，并提出相应的优化建议和措施。

Step 8: 完善文档最后，将水泵万有特性图和分析结果整理成文档，包括图表、数据和分析内容等。

确保文档的清晰易读，方便后续参考和使用。

完成上述程序后，你将得到一份详细的水泵万有特性图和相应的分析结果。

这将为水泵的设计、选型和运行提供重要参考和依据。

第9章发动机特性内容提要1 .发动机特性与特性曲线的含义、分类与意义2 .发动机调整特性的含义、分类与曲线3 .发动机负荷特性4 .发动机速度特性5 .发动机方有特性6 .发动机调速特性7 .发动机性能指标的校正9.1基本概念全面了解发动机在全部工况下的性能指标的变化，对合理使用、检查与修理发动机，都有很强的适用价值。

10.LI发动机特性与特性曲线1 .发动机特性发动机性能指标随调整状况及运转状况而变化的关系称为发动机特性。

发动机性能指标主要有功率、转矩、燃料消耗率、排气温度、排气烟度等；调整状况主要指柴油机的供油提前角、汽油机的点火提前角、发动机燃料等可调因素对发动机性能的影响；运转状况一般指发动机转速和负荷等。

2 .特性曲线为了直观显示发动机的特性，常以曲线形式表示，称为发动机特性曲i线。

图97为AUdi(奥迪)2.4L四缸5气式门汽油机的外特性曲线。

3 .发动机特性分类发动机特性分调整特性和性能特性两大类。

(1)调整特性指发动机的性能指标随调整状况而变化的关系。

如柴油机的供油提前角调整特性、汽油机的点火提前角调整特图9T发动机特性曲线性、汽油机的燃料调整特性等。

(Audi2.4L5气门V6汽油机外特性)(2)性能特性指内燃机的性能指标随运行工况而变化的关系。

如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、螺旋桨特性等。

9.1.2 发动机特性的制取发动机特性需在特地的试验台（俗称发动机台架）上进行，图9-2显示了带水力测功器的试验台的基本组成。

它可以模拟发动机的实际工况，使其在要求的转速和负荷下工作，并可以同步测量发动机在各种工况下的功率、燃料消耗、废气排放、气缸压力等性能参数。

发动机特性试验，我国已有标准，需按有关标准，在规定的条件下进行。

9-水温传感器Io-油压传感器11-排温传感器12-气缸压力传感器13-油压传感器14-针阀升程仪15-电 荷放大器16-电荷放大器17-霍尔针阀传感器18-示 波器19-水力测功器20-转角信号发生器21-电荷放 大器22-A/D 转换板23-微机24-打印机25-显示器它是指在发动机转速肯定和油量掌握机构条件下，其功率、燃料消耗率等性能指标随供油提前角变化而变化的关系。

【设计研究】基于 M AT LAB 的发动机万有特性曲线绘制方法周广猛 1, 郝志刚 2, 刘瑞林 1, 陈东 3, 管金发 1, 张春海4(1. 军事交通学院汽车工程系 , 天津 300161;2. 军事交通学院训练部 , 天津300161; 3. 军事交通学院基础部 , 天津 300161;4. 兰州军区军械汽车技工训练大队 , 陕西 710111摘要 :利用 MAT LAB 数学运算能力 , , , 有曲线直观明了 , 把等燃油消耗率曲线、 , 拟合程度较高。

关键词 ; :A文章编号 :1673-6397(2009 02-0034-03U niversal Characteristics Curve Plotting Method based on MAT LABZ H O U G uang -m eng 1,H A O Z hi -gang 2, L I U Rui -lin 1,CHE N D ong 3,G U A N Jin -fa 1,Z H A NG Chun -hai 4(1. Autom obile Engineering Department , Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ;2. T raining Department ,Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ;3. G eneral C ourse Department , Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ;4. Ordnance Mechanic T raining Brigade , Lan Zhou Theater , X i ’ an 710111,China Abstract :Taking advantage of MAT LAB mathematic operation , data from engine characteristic test was processed , the method is sim ple and credible , The universal characteristics curve plotted is intuitionistic and perspicuous ,and was in g ood fit with data g ot in test.K ey Words :MATLAB ;Universal Characteristics Curve ;Plot作者简介 :周广猛 (1984- , 男 , 山东邹城人 , 在读硕士研究生 , 主要研究方向为动力机械特殊环境适应性。

发动机万有特性曲线
万有特性曲线，也叫map图，左侧纵坐标是发动机输出扭矩，横坐标是发动机转速，右侧纵坐标是发动机做功汽缸平均有效压力。

最小的那个圈是指最小的燃油经济性，然后慢慢扩散，从图里可以看出在发动机转速2400-3200输出扭矩在85-100NM时燃油经济性最好。

将不同转速的负荷特性转换为以平均有效压力Pme或Ttq为横坐标、燃油消耗率b为纵坐标的负荷特性，并逆时针旋转90°。

在万有特性图的横坐标上，以一定比例标出转速数值。

纵坐标Pme的比例应与负荷特性Pme的比例相同。

万有特性的制取：
柴油机通常根据各种转速下的负荷特性曲线，用作图法可以得到万有特性；而汽油机通常用速度特性法作出万有特性图。

一、等燃油消耗率曲线
（1）将不同转速的负荷特性转换为以平均有效压力Pme或Ttq 为横坐标、燃油消耗率b为纵坐标的负荷特性，并逆时针旋转90°。

（2）在万有特性图的横坐标上，以一定比例标出转速数值。

纵坐标Pme的比例应与负荷特性Pme的比例相同。

二、等功率曲线
根据公式Pe= kPmen，可画出等功率曲线，是一组双曲线。

边界线
将外特性中的Ttq-n画在万有特性上，构成边界线。

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟发动机万有特性曲线看油耗，省油是怎么来的本文概要：发动机万有特性看经济性、空挡带档行驶、变速器如何操作省油。

提到燃油经济性，大家最直观体验就是在开车的时候，烧了多少油，花了多少人民币，今天cartech8从专业的角度来分析一下燃油经济性。

目前世界上评论汽车燃油经济性一般用耗油量或油行程来表示。

汽油的燃油经济性指标与发动机的特性和汽车的自重、车速及各种运动阻力如空气阻力、滚动阻力和爬坡阻力等大小、传动系的效率及减速比等都有关系，因而在数值上往往与实际情况有差别。

要了解燃油经济性，我们先了解几个概念。

油耗率：通常以“克(燃油)/(千瓦小时)”来表示，以一千瓦的功率工作一小时的燃油消耗量多少克。

有效燃油耗率（BSFC）、指示燃油耗率（ISFC）两种，两者之间差了两个字，前一个有效燃油耗率意味着“现在实际是多少”，是实际。

指示燃油耗率意味着“原本可以有多少”，是潜力。

不同的时候得到关注的不一样，一般情况下，还是有效燃油耗率用的比较多。

发动机万有特性曲线：横坐标为发动机转速，纵坐标为平均有效压力（单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，单位为bar）。

平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。

这个平均有效压力，可能有点费解，我们就直接把它理解为发动机的负荷率。

发动机负荷率=（某点的扭矩/相同转速下最大扭矩）*100%，你也可以理解为特定转速下油门开度的百分比。

在万有特性曲线上，越高的点负荷率越高，到最高点(外特性）时就是100%负荷了。

发动机万有特性曲线的等油耗线主要反映的是：在不同的发动机转速和负荷情况下的油耗率，就是下图一圈一圈标有数字的曲线，这些曲线叫等油耗线。

数值越小表示油耗率越低，经济性越好。

在图上你会看到一个油耗最低的专注下一代成长，为了孩子。

内燃机原理知识点及复习题平均有效压力Pmeo假想的平均不变的压力作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功。

指示热效率n it。

发动机实际循环指示功与所消耗燃料热量的比值。

充量系数①c。

内燃机每循环实际进入气缸的新鲜充量与以进气管内状态充满气缸的工作容积的理论充量之比。

滞燃期。

指柴油机从开始喷油到开始着火的阶段。

喷油规律。

在喷油过程中，单位曲轴转角或单位时间内从喷油器喷入气缸中的燃油量。

放热规律。

燃料燃烧的瞬时放热率随曲轴转角的变化关系。

供油规律。

单位曲轴转角或单位时间内喷油泵供入高压油路的燃油流量。

充气效率。

实际进入气缸的新鲜工质与进气下整个气缸充满新鲜工质质量之比。

点火提前角特性曲线。

在气我机。

保持节气门开度，转速以及混合气浓度一定，记录功率排气温度随点火提前角变化曲线。

喷油泵速度特性。

喷油泵在流量调节齿杆位置不变，每循环喷油量随油泵转速变化的特性。

喷油泵调速特性。

柴油机调速器调速手柄位置一定。

喷油泵的循环供油量或拉杆位移随转速的变化关系。

负荷特性。

发动机转速不变，性能指标随负荷变化关系。

速度特性。

在油量调节机构位置保持不变。

内燃机性能指标随转速变化关系。

万有特性曲线。

在一张图上较全面地表示内燃机各种性能参数的变化，应用多参数特性的线。

转矩储备系数。

最大转距与标定转距之差与标定转距的相对值。

MAP图。

通过大量标定实验，获得喷油参数与综合目标控制之间的关系曲线图形。

功率标定。

生产者根据内燃机用途规定该机在标准大气条件下输出有效功率及对应转速，即额定功率与额定转速。

理想的喷油规律。

初期缓慢，中期急速，后期快断。

初期喷油速率不能太高，目的是减少在滞燃期内形成的可燃混合气数量，降低初期燃烧速率，以降低最高燃烧温度和压力升高率，从而抑制NOx的生成量以及降低燃烧噪声。

喷油中期应采用高喷油压力和高喷油速率以提高扩散燃烧速度，防止生成大量的PM和降低热效率。

喷射后期要迅速结束喷射，以避免在低的喷油压力和喷油速率下使燃油雾化变差，导致燃烧不完全而使HC和PM的排放量增加。